随着新型运载火箭和导弹遥测等技术的不断发展,人们对于信息传输速率的要求也变得越来越高,从而导致传输信道的频谱资源紧张问题变得更加严峻。于是,基于多调制指数连续相位调制(Multi-h Continuous Phase Modulation,Multi-h CPM)的高频谱效率调制体制应运而生,它能够很好地适应这种带宽和功率受限的非线性信道传输。另外,该体制采用低复杂度的MLSE检测、调制参数集优化、TPC/LDPC等信道编码技术,能够应对复杂快速变化的通信环境,解决这种大动态条件下高码率信号接收的稳定性问题,提高系统的频谱效率和功率效率,进而有效提升我国在未来重型运载火箭、新型导弹、天基卫星多址测控等领域的竞争力。本课题从上述背景中提炼得到,为了能够完成大动态下高码率Multi-h CPM信号稳定可靠的接收与解调,对高码率Multi-h CPM信号的时频同步技术开展进一步的理论研究和方案优化,以求达到降低同步模块的复杂度和实现信号快速精准捕获的目的,这也是Multi-h CPM遥测接收机研制的重点和难点之一。Multi-h CPM信号同步主要涉及两个方面:一是定时偏差的估计,也就是符号定时同步问题;在高码率下需要实现接收信号与本地信号对齐,从而正确解调出所需要的信号码元,这既需要快速的定时环路工作能力,同时对误差调整的精度也有较高要求。二是载波频率和相位同步;Multi-h CPM作为一种有记忆的、高效的、恒包络的调制技术,其调制信息集中在相位上,因此载波同步是接收机同步技术最重要也是最困难的部分;在大动态(存在范围大、变化快的多普勒频偏)的条件下,前期需要通过频偏估计技术对初始频率偏移进行纠正,再利用面向判决的锁相环路对快速的大动态的多普勒频率变化进跟踪,从而实现频率和相位的精确校正。为了提高系统的通信误码性能,把信道编译码技术与Multi-h CPM调制解调技术结合起来,以实现较低信噪比下对接收信号的有效检测,但与此同时也意味着同步模块需要在中低信噪比的情况下也能正常工作,这必将给信号同步带来更大的困难与挑战。本文在现有研究的基础上,对高码率相干接收机的同步模块进行了进一步理论研究和改进优化,设计了能够适应存在大动态多普勒频偏条件下的高性能同步方案,实现了高码率Multi-h CPM遥测接收机原理样机的研制并完成了相关指标测试,为该领域的下一阶段工作提供了重要依据。